Halogenated-edge polymeric semiconductor for efficient spin transport
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Organic semiconductors (OSCs) are featured by weak spin-orbit coupling due to their light chemical element composition, which enables them to maintain spin orientation for a long spin lifetime and show significant potential in room-temperature spin transport. Carrier mobility and spin lifetime are the two main factors of the spin transport performance of OSCs, however, their ambiguous mechanisms with molecular structure make the development of spintronic materials really stagnant. Herein, the effects of halogen substitution in bay-annulated indigo-based polymers on carrier mobility and spin relaxation have been systematically investigated. The enhanced carrier mobility with an undiminished spin lifetime contributes to a 3.7-fold increase in spin diffusion length and a record-high magnetoresistance of 8.7% at room temperature. By analyzing the spin-orbit coupling and hyperfine interaction, it was found that the distance of the substitution site from the conjugated center and the nitrogen atoms in the molecules play crucial roles in spin relaxation. Based on the above results, we proposed a molecular design strategy of halogen substitution far from conjugate center to enhance spin transport efficiency, presenting a promising avenue for advancing the field of organic spintronics. The spin transport mechanism remains unclear for organic semiconductors. Here, authors investigate the effect of halogen substitution in bay-annulated indigo-based polymers and reveal the distance of substitution site from conjugated center and nitrogen atoms play crucial roles in spin relaxation.
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Le contrôle bibliographique ouvert
DOI retrouvé dans Crossref DOI retrouvé ; titre concordant.
- Titre Crossref
- Halogenated-edge polymeric semiconductor for efficient spin transport
- Date Crossref
- 27/09/2024
- Éditeur
- Springer Science and Business Media LLC
- Type
- journal-article
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Où se fait cette recherche
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Beijing National Laboratory for Molecular Sciences pays non établi dans la noticeStructure de recherche
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National Center for Nanoscience and Technology pays non établi dans la noticeOrganisation à but non lucratif
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University of Chinese Academy of Sciences pays non établi dans la noticeUniversité ou école supérieure
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Beijing University of Technology pays non établi dans la noticeUniversité ou école supérieure
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Tsinghua University Department of Chemistry pays non établi dans la noticeUniversité ou école supérieure
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Key Laboratory of Nanosystem and Hierarchical Fabrication pays non établi dans la noticeStructure de recherche
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Faculty of Materials and Manufacturing Beijing Key Laboratory of Microstructure and Property of Solids pays non établi dans la noticeUniversité ou école supérieure
Beijing National Laboratory for Molecular Sciences, National Center for Nanoscience and Technology et University of Chinese Academy of Sciences, avec 4 autres affiliations.
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